再生水回灌地下水环境安全风险评价技术方法研究

再生水回灌是水资源管理的一条有效途径,也是污水再生利用的重要发展方向。然而,当再生水以农灌、土壤含水层处理（SAT）、河湖入渗和井灌等方式进行地下水回灌时,不可避免的会在回补地下水的过程中造成对地下水环境的污染风险。针对不同回灌方式建立适用于我国的再生水回灌地下水环境安全风险评价技术体系至关重要。借鉴国内外地下水污染风险评价方法,综合分析再生水回灌对地下水产生风险的关键环节,采用层析分析法,从回灌水特征污染物特性、回灌区地下水固有脆弱性以及回灌工程布设方式3个方面,针对地表灌溉、河湖入渗和井灌3种回灌方式,建立了包含污染物浓度水平、分配系数、溶解度、半衰期、半致死剂量、地下水埋深、降雨入渗补给量、地形坡度、土壤介质、包气带介质、含水层介质、含水层厚度、回灌强度、回灌周期、回灌水停留时间以及取水点与回灌点水平距离16个指标在内的风险评价指标体系。在此基础上,结合地下水使用功能,以20个典型再生水回灌场地调研结果和160种再生水回灌地下水污染风险因子物化特性为数据基础,对各指标进行了风险水平的划分,基于聚类分析法,采用各指标风险指数相乘的风险表征方法计算总风险指数,构建了再生水回灌地下水环境安全风险评价技术方法。该方法有效的避免了指标权重计算的主观性,并且能够直观的找出导致风险的主要因素。结果表明：利用建立的风险评价技术方法可将我国再生水回灌地下水环境安全风险划分为3级,风险值〈5为一级,风险值在5-15之间为二级,风险值〉15为三级。在某再生水回灌场地的应用表明,该回灌区地下水环境安全风险为二级,同时得出回灌水特征污染物特性指标是造成该回灌区地下水环境风险的主要因素。     

漓江流域水体中重金属污染特征及健康风险评价

为了解漓江流域水体中重金属污染水平,在2019年5月对漓江干流采集62个表层水样,对水样中As、Cd、Cr、Mn、Cu、Zn、Hg、Co和Sb这9种重金属的浓度进行了分析检测,运用美国环境保护署（US EPA）推荐的健康风险评价模型对其引起的健康风险进行了初步评价.结果表明,水样中重金属平均浓度顺序为：Mn > Zn > As > Cr > Cu > Sb > Co > Cd > Hg,其均值都未超过《生活饮用水卫生标准（GB 5749-2006）》规定的标准限值,且符合《地表水环境质量标准（GB 3838-2002）》Ⅰ类水质标准.从空间分布来看,As、Cr、Zn和Sb的高浓度区主要分布在漓江下游,而Cd、Cu、Hg、Co和Mn高浓度区主要分布在漓江上游.多元统计分析结果显示,Cd、Mn、Cu和Co主要来源于农业生产;Cr、Zn和Sb主要来源于旅游交通运输;As主要来源于岩石风化和土壤侵蚀;Hg主要来源于生活垃圾处置不当和大气沉降.健康风险评价结果表明,儿童比成人更易于受到重金属污染的威胁,化学致癌物重金属通过饮水途径对人体健康危害的平均个人年健康风险远远超过非致癌物的平均个人年健康风险,Cr的平均个人年健康风险最大值大于国际辐射防护委员会（ICRP）推荐的最大可接受风险水平（5.0×10^-5 a^-1）;非致癌物重金属平均个人年健康风险（10^-14~10^-9 a^-1）呈现出Co > Cu > Hg > Zn > Sb > Mn,均远低于ICRP推荐的最大可接受水平.     

气相中芥子气模拟剂2-CEES在SO42-/TiO2上的光催化消除

与传统洗消法相比,光催化技术消除军用毒剂具有高效和无二次污染等优点,但TiO2 的活性较低且易于失活以致难于实际使用.采用稀硫酸对TiO2 进行表面修饰制备出了SO2 -4/TiO2 催化剂,在连续流动微分反应器上考察其对芥子气模拟剂2 chloroethylethylsulfide(2 CEES)的光催化降解活性和稳定性,并与TiO2 进行了比较.结果表明,硫酸化处理不但可提高TiO2 的活性也可提高其活性稳定性,其中以2 0 0℃焙烧所得样品ST2 0 0的性能最好.还研究了反应温度和水蒸气对ST2 0 0上2 CEES光催化降解的影响,发现在90℃反应,催化剂有较高的活性和稳定性;当给2 CEES初始浓度<6 1 μL·L-1 的体系中添加30 . 5mL·L-1 的水蒸气时,催化剂可维持长久的高活性.还发现将SO2 -4/TiO2 负载在γAl2 O3 、SiO2 和木质活性炭(AC)上可提高SO2 -4/TiO2 的活性和稳定性,其中以SiO2 载体最佳.     

地下水中溶解性有机物的季节变化特征及成因

为阐明地下水中溶解性有机物(DOM)的分布特征与环境效应,联合三维荧光光谱、平行因子分析及主成分分析,研究了地下水中DOM的来源及随季节和空间变化特征,探究了地下水DOM组成对无机盐分布的影响.结果显示,地下水DOM主要来自微生物源,可鉴别出4种荧光组分,4种组分中,组分1和3为类蛋白组分,组分2和4属于类腐殖质组分.类蛋白组分来源差异较大,组成不稳定,其含量随季节变化明显,春冬季含量低而夏秋季含量高;类腐殖质组分来源相似,组成稳定,随季节变化小.两类荧光组分,尤其是类蛋白组分,是地下水氨氮的主要来源,可以影响地下水pH值.结果表明,三维荧光光谱结合平行因子和主成分分析,可以解析地下水中有机物的组成特征和季节变化规律.     

腐蚀缺陷管道评价标准保守性对比分析

针对标准SY/T6477-2000和标准API RP579-2007 中腐蚀缺陷管道评价判据问题,研究了标准中各项判据及其算法,计算了不同评价标准对于同一腐蚀缺陷的评价结果,并对比分析了不同参数变化情况与评价结果保守性关系。结果表明,不同评价标准所得的缺陷管道判据参数值之间存在差异,即各评价标准的保守性不同,不同评价标准适用于不同的均匀腐蚀或局部腐蚀缺陷管道情况。以此有效防止使用标准时造成差错,同时为今后相关标准的修订尽可能提供有益的帮助。     

A biofilter model for simultaneous simulation of toluene removal and bed pressure drop under varied inlet loadings

In this study, a biofiltration model including the effect of biomass accumulation and inert biomass growth is developed to simultaneously predict the Volatile Organic Compounds (VOCs) removal and filter bed pressure drop under varied inlet loadings. A laboratory-scale experimental biofilter for gaseous toluene removal was set up and operated for 100 days with inlet toluene concentration ranging from 250 to 2500 mg?m^-3. According to sensitivity analysis based on the model, the VOCs removal efficiency of the biofilter is more sensitive to Henry’s constant, the specific surface area of the filter bed and the thickness of water layer, while the filter bed pressure drop is more sensitive to biomass yield coefficient and original void fraction. The calculated toluene removal efficiency and bed pressure drop satisfactorily fit the experimental data under varied inlet toluene loadings, which indicates the model in this study can be used to predict VOCs removal and bed pressure drop simultaneously. Based on the model, the effect of mass-transfer parameters on VOCs removal and the stable-run time of a biofilter are analyzed. The results demonstrate that the model can function as a good tool to evaluate the effect of biomass accumulation and optimize the design and operation of biofilters.     

线性扫描溶出伏安法同时测定水样中铅镉铜锌

通过多壁碳纳米管-Nafion复合膜修饰电极,建立水样中痕量铅、镉、铜、锌同时测定的线性扫描溶出伏安分析法,优化支持电解质及pH值、修饰剂用量、富集电位及时间等测定条件。实验结果表明,在pH 4.0的NaAc-HAc缓冲液中,-1.20V富集5min后,在电位-1.04V、-0.72V、-0.45V及-0.16V附近分别产生锌、镉、铅、铜的灵敏溶出峰,测定各元素的线性关系良好,相对标准偏差均小于5.4%。该法已成功应用于实际水样中痕量铅、镉、铜、锌的同时测定,加标回收率在93.3%~106.7%之间,结果满意。     

乌梁素海周边土壤溶解性有机质荧光特性及其与Cu(Ⅱ)的配位研究

应用三维荧光光谱研究了乌梁素海周边4种土壤的溶解性有机质荧光特性以及与Cu(Ⅱ)的相互作用.研究结果表明,土壤溶解性有机质具有两个明显的荧光峰(峰A和峰C),且峰A和峰C具有明显的相关性(R2=0.980,P0.001),表明它们具有类似的结构或相同的来源;土壤阳离子交换量(CEC)影响DOM的荧光强度,随着CEC的增加,荧光强度有逐渐增强的趋势.同时,CEC还与有机质的成熟度和结构有关,随着CEC的增加,土壤有机质的腐殖化程度增强;有机质的荧光指数f450/500值分布在1.55—1.79之间,总体而言,f450/500的值接近于1.6,说明土壤中的腐殖质既有生物源也有陆源,但主要来源为陆源;土壤溶解性有机质的两个类富里酸(峰A和峰C)与Cu(Ⅱ)的络合常数依次为lgKA=5.3107—5.8303,lgKC=5.0721—5.7924,配位荧光基团比例fA为44.20%—69.82%,fC为52.25%—81.88%,显示土壤溶解性有机质中荧光基因与Cu(Ⅱ)络合能力较大,能与Cu(Ⅱ)配位的配位基较多。     

废聚酯醇解条件的研究

研究了废PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)的醇解条件对产物的羟值及平均分子量的影响,表明在196～198℃时,m(乙二醇) m(PET)=2,催化剂醋酸锌用量为PET质量的1%,醇解3～3 5h,聚酯PET降解很彻底,产物羟值(以KOH计)可达368mg g以上,平均分子量在305以下,主要成分是对苯二甲酸二乙二醇酯(BHET)单体及其低聚物。DSC和IR验证了产物的组成。      

“特色交通标志”设计及其信息量度量方法研究

为提高道路交通标志准确适时的信息传递功能,在对交通标志信息传递原理进行分析的基础上,对"特色交通标志"的设计及交通标志承载的信息量量化方法进行深入研究。基于以人为本的思想,提出便于用路者辨识的"特色交通标志"设计理念,并以青藏公路为例,设计具有西藏地域特色的人性化交通标志。将视觉选择性原理引入到传统信息传递过程中,建立特色交通标志信息传递的理论模型。结合信息论中信息度量方法,提出交通标志信息量数学量化方法,并将普通交通标志与"特色交通标志"的信息量进行对比。结果表明:"特色交通标志"信息量往往较大,但在不超过标志承载最大信息量286.3 bit的前提下,"特色交通标志"信息传递性更强,更易使人们接受。